Observation of a structure at 1.84 GeV=c2 in the 3(π+ π-) mass spectrum in J/φ → γ3(π+ π-) decays

Ablikim, M.; Achasov, M. N.; Albayrak, O.; Ambrose, D. J.; F. F., An; An, Q.; Bai, J. Z.; Baldini Ferroli, R.; Ban, Y.; Becker, J.; Bennett, J. V.; Bertani, M.; Bian, J. M.; Boger, E.; Bondarenko, O.; Boyko, I.; Briere, R. A.; Bytev, V.; Cai, H.; Cai, X.; Cakir, O.; Calcaterra, A.; Cao, G. F.; Cetin, S. A.; Chang, J. F.; Chelkov, G.; Chen, G.; Chen, H. S.; Chen, J. C.; Chen, M. L.; Chen, S. J.; Chen, X.; Chen, X. R.; Chen, Y. B.; Cheng, H. P.; Chu, Y. P.; Cronin-Hennessy, D.; Dai, H. L.; Dai, J. P.; Dedovich, D.; Deng, Z. Y.; Denig, A.; Denysenko, I.; Destefanis, M.; Ding, W. M.; Ding, Y.; Dong, L. Y.; Dong, M. Y.; S. X., Du; Fang, J.; Fang, S. S.; Fava, L.; Feng, C. Q.; Friedel, P.; C. D., Fu; J. L., Fu; Fuks, O.; Gao, Y.; Geng, C.; Goetzen, K.; Gong, W. X.; Gradl, W.; Greco, M.; M. H., Gu; Y. T., Gu; Guan, Y. H.; Guo, A. Q.; Guo, L. B.; Guo, T.; Guo, Y. P.; Han, Y. L.; Harris, F. A.; K. L., He; He, M.; Z. Y., He; Held, T.; Heng, Y. K.; Hou, Z. L.; Hu, C.; H. M., Hu; J. F., Hu; Hu, T.; Huang, G. M.; Huang, G. S.; Huang, J. S.; Huang, L.; Huang, X. T.; Huang, Y.; Hussain, T.; C. S., Ji; Ji, Q.; Q. P., Ji; X. B., Ji; X. L., Ji; Jiang, L. L.; Jiang, X. S.; Jiao, J. B.; Jiao, Z.; Jin, D. P.; Jin, S.; Jing, F. F.; Kalantar-Nayestanaki, N.; Kavatsyuk, M.; Kopf, B.; Kornicer, M.; Kuehn, W.; Lai, W.; Lange, J. S.; Lara, M.; Larin, P.; Leyhe, M.; C. H., Li; Li, C.; Li, C.; D. M., Li; Li, F.; Li, G.; H. B., Li; J. C., Li; Li, K.; Li, L.; Q. J., Li; S. L., Li; W. D., Li; W. G., Li; X. L., Li; X. N., Li; X. Q., Li; X. R., Li; Z. B., Li; Liang, H.; Liang, Y. F.; Liang, Y. T.; Liao, G. R.; Liao, X. T.; Lin, D.; Liu, B. J.; Liu, C. L.; Liu, C. X.; Liu, F. H.; Liu, F.; Liu, F.; Liu, H.; Liu, H. B.; Liu, H. H.; Liu, H. M.; Liu, H. W.; Liu, J. P.; Liu, K.; Liu, K. Y.; Liu, P. L.; Liu, Q.; Liu, S. B.; Liu, X.; Liu, Y. B.; Liu, Z. A.; Liu, Z.; Liu, Z.; Loehner, H.; Lou, X. C.; G. R., Lu; H. J., Lu; J. G., Lu; Q. W., Lu; X. R., Lu; Y. P., Lu; Luo, C. L.; Luo, M. X.; Luo, T.; Luo, X. L.; Lv, M.; C. L., Ma; F. C., Ma; H. L., Ma; Q. M., Ma; Ma, S.; Ma, T.; X. Y., Ma; Maas, F. E.; Maggiora, M.; Malik, Q. A.; Mao, Y. J.; Mao, Z. P.; Messchendorp, J. G.; Min, J.; Min, T. J.; Mitchell, R. E.; X. H., Mo; Moeini, H.; Morales Morales, C.; Moriya, K.; Muchnoi, N. Yu.; Muramatsu, H.; Nefedov, Y.; Nicholson, C.; Nikolaev, I. B.; Ning, Z.; Olsen, S. L.; Ouyang, Q.; Pacetti, S.; Park, J. W.; Pelizaeus, M.; Peng, H. P.; Peters, K.; Ping, J. L.; Ping, R. G.; Poling, R.; Prencipe, E.; Qi, M.; Qian, S.; Qiao, C. F.; Qin, L. Q.; Qin, X. S.; Qin, Y.; Qin, Z. H.; Qiu, J. F.; Rashid, K. H.; Rong, G.; Ruan, X. D.; Sarantsev, A.; Shao, M.; Shen, C. P.; Shen, X. Y.; Sheng, H. Y.; Shepherd, M. R.; Song, W. M.; Song, X. Y.; Spataro, S.; Spruck, B.; Sun, D. H.; Sun, G. X.; Sun, J. F.; Sun, S. S.; Sun, Y. J.; Sun, Y. Z.; Sun, Z. J.; Sun, Z. T.; Tang, C. J.; Tang, X.; Tapan, I.; Thorndike, E. H.; Toth, D.; Ullrich, M.; Uman, I.; Varner, G. S.; Wang, B.; Wang, B. Q.; Wang, D.; Wang, D. Y.; Wang, K.; Wang, L. L.; Wang, L. S.; Wang, M.; Wang, P.; Wang, P. L.; Wang, Q. J.; Wang, S. G.; Wang, X. F.; Wang, X. L.; Wang, Y. D.; Wang, Y. F.; Wang, Y. Q.; Wang, Z.; Wang, Z. G.; Wang, Z. Y.; Wei, D. H.; Wei, J. B.; Weidenkaff, P.; Wen, Q. G.; Wen, S. P.; Werner, M.; Wiedner, U.; L. H., Wu; Wu, N.; S. X., Wu; Wu, W.; Wu, Z.; Xia, L. G.; Xia, Y. X.; Xiao, Z. J.; Xie, Y. G.; Xiu, Q. L.; G. F., Xu; G. M., Xu; Q. J., Xu; Q. N., Xu; X. P., Xu; Z. R., Xu; Xue, Z.; Yan, L.; Yan, W. B.; Yan, Y. H.; Yang, H. X.; Yang, Y.; Yang, Y. X.; Ye, H.; Ye, M.; M. H., Ye; B. X., Yu; C. X., Yu; H. W., Yu; J. S., Yu; S. P., Yu; Yuan, C. Z.; Yuan, Y.; Zafar, A. A.; Zallo, A.; Zang, S. L.; Zeng, Y.; Zhang, B. X.; Zhang, B. Y.; Zhang, C.; Zhang, C. C.; Zhang, D. H.; Zhang, H. H.; Zhang, H. Y.; Zhang, J. Q.; Zhang, J. W.; Zhang, J. Y.; Zhang, J. Z.; Zhang, L.; Zhang, R.; Zhang, S. H.; Zhang, X. J.; Zhang, X. Y.; Zhang, Y.; Zhang, Y. H.; Zhang, Z. P.; Zhang, Z. Y.; Zhang, Z.; Zhao, G.; Zhao, H. S.; Zhao, J. W.; Zhao, K. X.; Zhao, L.; Zhao, L.; Zhao, M. G.; Zhao, Q.; Zhao, S. J.; Zhao, T. C.; Zhao, X. H.; Zhao, Y. B.; Zhao, Z. G.; Zhemchugov, A.; Zheng, B.; Zheng, J. P.; Zheng, Y. H.; Zhong, B.; Zhou, L.; Zhou, X.; Zhou, X. K.; Zhou, X. R.; Zhu, C.; Zhu, K.; Zhu, K. J.; Zhu, S. H.; Zhu, X. L.; Zhu, Y. C.; Zhu, Y. M.; Zhu, Y. S.; Zhu, Z. A.; Zhuang, J.; Zou, B. S.; Zou, J. H.

doi:10.1103/PhysRevD.88.091502

With a sample of 225.3 × 106 J/φ events taken with the BESIII detector, the decay J/φ → γ3 (π+ π-) is analyzed. A structure at 1.84 GeV/c2 is observed in the 3(π+ π-) invariant mass spectrum with a statistical significance of 7.6σ. The mass and width are measured to be M = 1842.2 ± 4.2-2.6+7.1 MeV/c2 and Γ = 83 ± 14 ± 11 MeV. The product branching fraction is determined to be B (J/φ → γX(1840)) × B(X(1840) → 3(π+ π-)) = (2.44 ± 0.36-0.74+0.60) × 10-5. No η′ signals are observed in the 3(π+ π-) invariant mass spectrum, and the upper limit of the branching fraction for the decay η′ → 3(π+ π-) is set to be 3.1 × 10-5 at a 90% confidence level.